[發明專利]籠型轉子和旋轉電機

有效

• 申請號: 201280039784.8
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN103748771A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 押田學;清水幸昭;濱野宏;小田圭二
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統株式會社
• 主分類號: H02K17/16
• 分類號: H02K17/16
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及籠型轉子和使用該籠型轉子的旋轉電機。

背景技術

現已知有使用在轉子鐵芯上安裝多個導體條和端環并通過焊接或釬焊等進行接合的組裝式籠型轉子的旋轉電機（參考專利文獻1）。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本國特開2008-161024號公報

發明內容

發明要解決的課題

在上述專利文獻1中記載的旋轉電機中所使用的籠型轉子中，從輕量化和提高電機效率（輸出的機械能相對于輸入的電能的比例）的角度，存在導體條和端環各自的材質都采用純鋁的情況。純鋁是指鋁成分比在99.00%以上的鋁合金。

若使籠型轉子高速旋轉（例如周速度250m/s，周速度為由（外徑/2）×角速度所定義的量），則端環被施加較大的旋轉離心力。在導體條和端環各自的材質都采用純鋁的情況下，為了抑制因離心力導致的端環變形，需要縮小端環內徑等來提高剛性，因此存在旋轉電機變重的問題。

用于解決課題的方案

根據本發明的第一方式，籠型轉子包括：轉子鐵芯，其在周方向上形成有多個沿軸方向延伸的槽；多個導體條，其被收納在轉子鐵芯的各槽內，兩端部從轉子鐵芯的軸方向端面突出；和一對端環，其配置在轉子鐵芯的兩端，各自包括與從轉子鐵芯的軸方向端面突出的各導體條的兩端部嵌合的多個嵌合部，導體條的材質為鋁成分比在99.00%以上的鋁合金，端環的材質為屈服強度高于導體條的材質的鋁合金。

根據本發明的第二方式，優選在第一方式的籠型轉子中，端環的材質為導電率高于硬鋁的導電率且低于鋁成分比在99.00%以上的鋁合金的導電率的鋁合金。

根據本發明的第三實施方式，優選在第一或第二方式的籠型轉子中，端環的材質為Al-Mg-Si系合金。

根據本發明的第四實施方式，優選在第一或第二方式的籠型轉子中，端環的材質為JIS?A6063-T5、A6063-T6、A6101-T6和A6151-T6的任意種。

根據本發明的第五實施方式，優選在第一或第二方式的籠型轉子中，導體條的、在與軸方向正交的面內的剖面形狀中的轉子中心軸一側的形狀形成為圓弧，在與軸方向正交的面內，在嵌合有導體條的嵌合部的轉子中心軸一側設有空隙，該空隙的轉子中心軸一側形成有曲線部，空隙的曲線部包含具有比導體條的轉子中心軸一側的圓弧半徑大的半徑的圓弧。

根據本發明的第六實施方式，旋轉電機包括：第一或第二方式的籠型轉子；和在籠型轉子的外周側隔著間隙設置的定子。

發明效果

根據本發明，通過采用屈服強度比純鋁（即鋁成分比在99.00%以上的鋁合金）高的鋁合金作為端環的材質，能夠抑制籠型轉子在高速旋轉時的端環的變形量，因此能夠提供可輕量化和高轉速化的籠型轉子和使用該籠型轉子的旋轉電機。

附圖說明

圖1是表示搭載有具有本發明的實施方式的籠型轉子的旋轉電機的混合動力型電動車的概要結構的圖。

圖2是表示圖1的電力轉換裝置的電路圖。

圖3是表示本發明的實施方式的旋轉電機的局部剖面示意圖。

圖4是本發明的實施方式的籠型轉子的外觀立體圖。

圖5是本發明的實施方式的籠型轉子的分解立體圖。

圖6是表示本發明的實施方式的籠型轉子的端環的局部放大俯視示意圖。

圖7是表示導體條和端環所用的各材質的物理特性的表。

具體實施方式

以下參照附圖說明用于實施本發明的方式。

[旋轉電機整體]

本發明的旋轉電機能夠適用于僅依靠旋轉電機行駛的純電動車和由發動機和旋轉電機兩者驅動的混合動力型電動車。以下以混合動力車為例進行說明。

如圖1所示，混合動力型電動車（以下稱為車輛）100上安裝有發動機120、第一旋轉電機200、第二旋轉電機202和高電壓的蓄電池180。

蓄電池180由鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池構成，輸出從250伏特到600伏特甚至更高電壓的直流電力。蓄電池180在通常行駛時向旋轉電機200、202供給直流電力，在再生行駛時從旋轉電機200、202向蓄電池180供給直流電力。蓄電池180與旋轉電機200、202之間的直流電力傳輸通過電力轉換裝置600進行。

車輛100中安裝了供給低電壓的電力（例如14伏特電力）的蓄電池（未圖示），向下述控制電路供給直流電力。